JP5581595B2 - Power distribution system, power transmission device, power reception device, power transmission method, and power reception method - Google Patents
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Description
本発明は、電力配電システム、電力送電装置、電力受電装置、電力送電方法および電力受電方法に関する。 The present invention relates to a power distribution system, a power transmission device, a power reception device, a power transmission method, and a power reception method.
従来の交流による電力送配電網の構成はおおよそ以下の通りとなっている。 The configuration of a conventional power transmission / distribution network using alternating current is roughly as follows.
発電所は、水力・火力・電子力とそのエネルギー源は様々であるが、家庭や企業等の実際の消費地からは離れている場合が多く、発電所から直接電力を供給しようとすると電圧が低下してしまう。従って、発電所と消費地との間には、電圧の変換を行う変電所が介在するのが一般的である。その変電所は、発電所と消費地との間に複数個存在するのが一般的であり、また発電所から消費地までの系統は一つに限られず、一つの発電所は複数の変電所に電力を供給するし、一つの変電所も複数の発電所から電力供給を受ける。これが電力網といわれる所以である。 Power plants have a variety of energy sources such as hydropower, thermal power, and electronic power, but they are often far away from the actual consumption areas such as homes and businesses. It will decline. Therefore, a substation for converting voltage is generally interposed between the power plant and the consumption area. In general, there are multiple substations between the power plant and the consumption area, and the number of systems from the power plant to the consumption area is not limited to one. The substation also receives power from multiple power plants. This is why it is called a power grid.
発電所と変電所との間は送電線で結ばれ、その送電線の距離は、その間の直流抵抗や地面との間のキャパシタンスが到底無視できない長さとなっている。従って、従来においては、出来るだけ電圧を高くして送電する等、電流を減らす工夫がなされてきた。一方、変電所は、複数の発電所からの電力を入力可能な構造となっているのが基本である(一つの発電所からしか電力が供給されない構成もある)。これは、変電所に接続されているユーザの要求電力が増加した場合に複数の発電所からの電力でまかなうことが目的である。従って、変電所では常に負荷状態を監視し、最終的には発電所の発電量を調整することになる。電力送配電網における配電損失を最小にするための技術としては、例えば特許文献1がある。 The power plant and the substation are connected by a transmission line, and the distance of the transmission line is such a length that the direct current resistance and the capacitance with the ground cannot be ignored. Therefore, in the past, contrivances have been made to reduce the current, for example, by transmitting the power as high as possible. On the other hand, a substation basically has a structure in which power from a plurality of power plants can be input (there is a configuration in which power is supplied only from one power plant). The purpose of this is to cover with power from a plurality of power plants when the power demand of the user connected to the substation increases. Therefore, the substation always monitors the load state, and finally adjusts the power generation amount of the power plant. As a technique for minimizing the power distribution loss in the power transmission / distribution network, for example, Patent Document 1 is known.
現在敷設されている電力送配電網においては、発電所、変電所、および発電所と変電所とを結びつける送配電網の構成が変更されることは少ない。すなわち、変電所に接続される発電所が、日々ダイナミックに変化することは無い。 In the power transmission / distribution network currently laid, the configuration of the power transmission / distribution network connecting the power plant, the substation, and the power plant / substation is rarely changed. That is, the power plant connected to the substation does not change dynamically every day.
しかし、太陽光、風力、バイオマス等のいわゆる自然エネルギーを用いた発電装置は、その設置や廃止が、現状の交流による電力送配電網に比べれば遥かに頻繁に発生する。この状況は、今後これらの発電装置が普及するに連れて進展が考えられる。従って、発電装置、変電装置、および発電装置と変電装置とを結びつける送配電網の構成がダイナミックに変更されることが多くなり、従来の技術では、このようなダイナミックな変更に対処できない問題があった。 However, power generators using so-called natural energy such as sunlight, wind power, and biomass are installed and abolished much more frequently than current power transmission and distribution networks using alternating current. This situation is likely to progress as these power generation devices become more widespread. Therefore, the configuration of the power generation device, the substation device, and the transmission / distribution network that connects the power generation device and the substation device is often dynamically changed, and there is a problem that the conventional technology cannot cope with such a dynamic change. It was.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、送配電網における電力損失が少なくなるように自動化することが可能な、新規かつ改良された電力配電システム、電力送電装置、電力受電装置、電力送電方法および電力受電方法を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a new and improved power that can be automated to reduce power loss in the power transmission and distribution network. An object is to provide a power distribution system, a power transmission device, a power reception device, a power transmission method, and a power reception method.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、電力を送電する少なくとも一つの電力送電装置と、前記電力送電装置から送電される電力を受電する少なくとも一つの電力受電装置と、を含み、前記電力送電装置は、電力を生成する電力生成手段と、前記電力生成手段が生成した電力に関する電力情報及び前記電力生成手段についての固有情報を含んだ情報を、前記電力生成手段で生成した電力と関連付けて送信する情報送信手段と、を含み、前記電力受電装置は、前記情報送信手段が送信した情報を受信する情報受信手段と、前記情報受信手段が受信した情報に基づいて電力生成手段が生成した電力の消費を制御する電力消費制御手段と、を含む、電力配電システムが提供される。 In order to solve the above problems, according to an aspect of the present invention, at least one power transmission device that transmits power, and at least one power reception device that receives power transmitted from the power transmission device, The power transmission device includes the power generation unit that generates power, and the power generation unit generates information including power information about the power generated by the power generation unit and unique information about the power generation unit. Information transmitting means for transmitting in association with power, wherein the power receiving device receives information transmitted by the information transmitting means, and generates power based on information received by the information receiving means. And a power consumption control means for controlling the consumption of the power generated by the power distribution system.
かかる構成によれば、電力送電装置は電力を送電し、電力受電装置は電力送電装置から送電される電力を受電する。上記電力送電装置において、電力生成手段は電力を生成し、情報送信手段は電力生成手段が生成した電力に関する電力情報及び電力生成手段についての固有情報を含んだ情報を、電力生成手段で生成した電力と関連付けて送信する。そして、上記電力受電装置において、情報受信手段は電力送電装置の情報送信手段が送信した情報を受信し、電力消費制御手段は情報受信手段が受信した情報に基づいて電力生成手段が生成した電力の消費を制御する。その結果、電力送電装置から送信された情報に基づいて電力の消費を制御することで、送配電網における電力損失が少なくなるように自動化することが可能となる。 According to such a configuration, the power transmission device transmits power, and the power reception device receives power transmitted from the power transmission device. In the power transmission device, the power generation unit generates power, and the information transmission unit generates power information related to the power generated by the power generation unit and information including unique information about the power generation unit. Send in association with. In the power receiving device, the information receiving unit receives the information transmitted by the information transmitting unit of the power transmitting device, and the power consumption control unit is configured to receive the power generated by the power generating unit based on the information received by the information receiving unit. Control consumption. As a result, by controlling the power consumption based on the information transmitted from the power transmission device, it is possible to automate so that the power loss in the transmission and distribution network is reduced.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、電力を生成する電力生成手段と、前記電力生成手段が生成した電力に関する電力情報及び前記電力生成手段についての固有情報を含んだ情報を、前記電力生成手段で生成した電力と関連付けて送信する情報送信手段と、を含む、電力送電装置が提供される。 In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, there is provided power generation means for generating power, power information related to power generated by the power generation means, and unique information about the power generation means. There is provided an electric power transmission device including information transmission means for transmitting the included information in association with the electric power generated by the electric power generation means.
前記情報送信手段は、前記電力生成手段が生成した電力に重畳して情報を送信するようにしてもよい。 The information transmitting unit may transmit information superimposed on the power generated by the power generating unit.
前記固有情報は、絶対的な位置についての情報であってもよい。 The unique information may be information on an absolute position.
前記固有情報は、単位電力に対する二酸化炭素の発生量であってもよい。 The unique information may be the amount of carbon dioxide generated per unit power.
前記固有情報は、単位電力あたりの単価であってもよい。 The unique information may be a unit price per unit power.
前記固有情報は、変電回数であってもよい。 The unique information may be the number of times of transformation.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、電力を生成する装置から送電される電力を受電する受電手段と、前記装置が送信した、前記送電される電力に関する電力情報及び前記装置についての固有情報を含んだ情報を受信する情報受信手段と、前記情報受信手段が受信した情報に基づいて、前記受電手段が受電した前記電力の消費を制御する電力消費制御手段と、を含む、電力受電装置が提供される。 In order to solve the above problem, according to another aspect of the present invention, a power receiving unit that receives power transmitted from a device that generates power, and power related to the transmitted power transmitted by the device. Information receiving means for receiving information and information including specific information about the device; and power consumption control means for controlling consumption of the power received by the power receiving means based on information received by the information receiving means; A power receiving device is provided.
上記電力受電装置は、前記情報受信手段が受信した全ての前記固有情報を含んだ情報を送信する情報送信手段をさらに含んでいてもよい。 The power receiving apparatus may further include an information transmission unit that transmits information including all the unique information received by the information reception unit.
前記電力消費制御手段は、絶対的な距離が最も近い前記装置からの電力を優先して消費するよう制御するようにしてもよい。 The power consumption control means may control to preferentially consume power from the device having the closest absolute distance.
前記電力消費制御手段は、単位電力あたりの単価が最も低い前記装置からの電力を優先して消費するよう制御するようにしてもよい。 The power consumption control means may control to preferentially consume power from the device having the lowest unit price per unit power.
前記電力消費制御手段は、単位電力に対する二酸化炭素の発生量が最も低い前記装置からの電力を優先して消費するよう制御するようにしてもよい。 The power consumption control means may control to preferentially consume power from the device that generates the least amount of carbon dioxide per unit power.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、電力を電力生成手段で生成する電力生成ステップと、前記電力生成ステップで生成した電力に関する電力情報及び前記電力生成手段についての固有情報を含んだ情報を、前記電力生成ステップで生成した電力と関連付けて送信する情報送信ステップと、を含む、電力送電方法が提供される。 In order to solve the above problem, according to another aspect of the present invention, a power generation step of generating power by a power generation unit, power information related to the power generated in the power generation step, and the power generation unit An information transmission step of transmitting information including the unique information in association with the power generated in the power generation step is provided.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、電力を生成する装置から送電される電力を受電する受電ステップと、前記装置が送信した、前記送電される電力に関する電力情報及び前記装置についての固有情報を含んだ情報を受信する情報受信ステップと、前記情報受信ステップで受信した情報に基づいて、前記受電ステップで受電した前記電力の消費を制御する電力消費制御ステップと、を含む、電力受電方法が提供される。 Moreover, in order to solve the said subject, according to another viewpoint of this invention, the electric power reception step which receives the electric power transmitted from the apparatus which produces | generates electric power, and the electric power regarding the transmitted electric power which the said apparatus transmitted An information receiving step for receiving information including information and unique information about the device, and a power consumption control step for controlling consumption of the power received in the power receiving step based on the information received in the information receiving step; A power receiving method is provided.
以上説明したように本発明によれば、送配電網における電力損失が少なくなるように自動化することが可能な、新規かつ改良された電力配電システム、電力送電装置、電力受電装置、電力送電方法および電力受電方法を提供することができる。これは特に、発電装置や変電装置の設置や廃止が頻繁に発生するシステムにおいて有効なものとなる。 As described above, according to the present invention, a new and improved power distribution system, power transmission device, power reception device, power transmission method, and power transmission method that can be automated so as to reduce power loss in the transmission and distribution network, and A power receiving method can be provided. This is particularly effective in a system in which installation and abolition of power generation devices and transformers frequently occur.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
また、以下の順序に従って本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
〔1〕従来の電力配電システムの構成の一例
〔2〕本発明の一実施形態にかかる電力配電システムの構成
〔3〕本発明の一実施形態にかかる発電装置の構成
〔4〕本発明の一実施形態にかかる負荷の変形例
〔5〕まとめ
Further, preferred embodiments of the present invention will be described in detail according to the following order.
[1] Example of configuration of conventional power distribution system [2] Configuration of power distribution system according to one embodiment of the present invention [3] Configuration of power generation device according to one embodiment of the present invention [4] One configuration of the present invention Modification of load according to embodiment [5] Summary
〔1〕従来の電力配電システムの構成の一例
まず、本発明の好適な実施の形態を説明する前に、従来の電力配電システムの構成の一例について説明する。図4は、従来の電力配電システムの構成の一例について説明する説明図である。以下、図4を用いて従来の電力配電システムの構成の一例について説明する。
[1] Example of Configuration of Conventional Power Distribution System First, an example of the configuration of a conventional power distribution system will be described before describing a preferred embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of a configuration of a conventional power distribution system. Hereinafter, an example of the configuration of a conventional power distribution system will be described with reference to FIG.
図4に示したように、従来の電力配電システムは、例えば、発電を行う発電装置1a、1b、5と、発電装置で発電された電力の電圧を変換する変電装置3、4と、供給された電力を消費する負荷6、7、8と、電力を伝送する送電線2a、2b、3a、3b、4a,4b、5aと、を含んで構成される。
As shown in FIG. 4, a conventional power distribution system is supplied with, for example,
発電装置1aは、送電線2aで変電装置3と接続されている。そして、発電装置1bは、送電線2bで同じく変電装置3と接続されている。変電装置3は、さらに別の変電装置4と送電線3aで接続されているが、変電装置4には、変電装置3とは別の発電装置5と送電線5aで接続されている。そして、変電装置4は、負荷7と送電線7で、負荷8と送電線で、それぞれ接続されている。
The
図4に示したような従来の電力配電システムでは、各送電線に配電される電力量は、発電装置や変電装置の能力、負荷での電力消費量に応じて、自動的に、または人間の手によって手動で制御がなされる。従って、従来の電力配電システムでは、このように制御がなされることで、システムが破綻しない(例えば、ある送電線が過剰な電力を供給しない)ことが前提となっている。 In the conventional power distribution system as shown in FIG. 4, the amount of power distributed to each transmission line is either automatically or according to the power consumption of the power generation device or the transformation device and the power consumption at the load. Control is done manually by hand. Therefore, in the conventional power distribution system, it is assumed that the system is not broken by such control (for example, a certain transmission line does not supply excessive power).
以上、従来の電力配電システムの構成の一例について説明した。 The example of the configuration of the conventional power distribution system has been described above.
図4に示したような従来の電力配電システムでは、送電線の抵抗や、地面との間のキャパシタンスによって電力の損失が発生する。この電力の損失が、電力配電システム全体としての電力損失という観点からは、最適なものであるかどうかは判断しにくい。また、電力配電システム全体としての電力損失が最適であるかどうかを判断するにしても、電力配電システムの各部の電圧や電流に関する情報をモニタして、モニタした情報を何らかの手段で収集し、分析した上で、最適であるかどうかを判断する必要がある。 In the conventional power distribution system as shown in FIG. 4, power loss occurs due to the resistance of the transmission line and the capacitance with the ground. It is difficult to determine whether this power loss is optimal from the viewpoint of power loss as a whole power distribution system. Even if it is determined whether the power loss of the power distribution system as a whole is optimal, the information on the voltage and current of each part of the power distribution system is monitored, and the monitored information is collected and analyzed by some means. In addition, it is necessary to determine whether it is optimal.
そこで本発明の一実施形態においては、発電装置や変電装置を識別するための固有情報や、発電装置や送電装置から配電される電力に関する情報を発電装置や変電装置から送信する。そして、電力を受け取る変電装置や負荷側で、これらの情報を受信することで、電力配電システム全体としての電力損失を最適化することを目的とする。 Therefore, in one embodiment of the present invention, unique information for identifying the power generation device and the power transformation device and information related to the power distributed from the power generation device and the power transmission device are transmitted from the power generation device and the power transformation device. And it aims at optimizing the power loss as the whole power distribution system by receiving these information in the substation which receives electric power, or the load side.
〔2〕本発明の一実施形態にかかる電力配電システムの構成
次に、本発明の一実施形態にかかる電力配電システムの構成について説明する。図1は、本発明の一実施形態にかかる電力配電システム100の構成について示す説明図である。以下、図1を用いて、本発明の一実施形態にかかる電力配電システム100の構成について説明する。
[2] Configuration of Power Distribution System According to One Embodiment of the Present Invention Next, a configuration of a power distribution system according to one embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a
図1に示したように、本発明の一実施形態にかかる電力配電システム100は、発電装置101、102、103と、変電装置111、112と、負荷121、122と、を含んで構成される。
As shown in FIG. 1, a
発電装置101、102、103は、内部で電力を発電して供給するものである。これらの発電装置で発電する電力は、交流であってもよく、直流であってもよい。
The
発電装置101は、変電装置111と送電線131で接続されている。発電装置101からは、送電線131を通じて内部で発電された電力I1を変電装置111に供給する。そして、電力I1の供給と同時に、発電装置101からは送電線131を通じて、発電装置101に関する情報や、発電装置101が発電した電力に関する情報G1を変電装置111に送信する。発電装置101からこれらの情報G1を変電装置111に送信する際には、送電線131で配電する電力に重畳して送信してもよく、電力の供給に用いる電力線とは別系統の通信線を送電線131に備え、その通信線を介して送信してもよい。また、これらの情報G1の発電装置101からの送信は、有線による通信に限られず、無線通信によって行われるようにしてもよい。
The
発電装置101から送信する情報の内容については後に詳述するが、例えば発電装置を識別するための識別情報、絶対的な位置情報、特定の変電ノードとの間の送電線のインピーダンス情報等を含んでいてもよい。
The details of the information transmitted from the
発電装置102は、変電装置111と送電線132で接続されている。発電装置101と同様に、発電装置102からは、送電線132を通じて内部で発電された電力I2を変電装置111に供給する。そして、電力の供給と同時に、発電装置102からは送電線132を通じて、発電装置102に関する情報や、発電装置102が発電した電力に関する情報G2を変電装置111に送信する。
The
変電装置111は、発電装置101、102から電力I1、I2の供給を受け、電圧を変換して出力するものである。そして、変電装置111は発電装置101、102から電力の供給を受けると共に、発電装置101、102から送信された情報G1、G2を受信するものである。変電装置111は、負荷121と送電線133で接続されており、また変電装置112と送電線134で接続されている。変電装置111は、変圧後の電力I1、I2を出力して、送電線133、134を介して供給すると共に、発電装置101、102から送信された情報G1、G2も送信する。
The
発電装置101と同様に、変電装置111からこれらの情報G1、G2を送信する際には、送電線133、134で配電する電力に重畳して送信してもよい。
Similarly to the
負荷121は、変電装置111から送電線133を介して電力I1、I2の供給を受けるものである。そして、負荷121は、変電装置111から電力の供給を受けると共に、変電装置111から送信される、発電装置101、102から送信された情報G1、G2も受信するものである。負荷121では、発電装置101、102から送信された情報G1、G2に基づいて、どの発電装置から供給された電力を消費すれば効率的であるかを判断することが可能となる。負荷121、122としては、例えば、主に家庭内で使用される電気機器が該当する。そのような電気機器の具体例としては、例えばパーソナルコンピュータ、テレビ、ビデオレコーダ、コンポーネントステレオセット、冷蔵庫、電子レンジその他の機器がある。
The
発電装置103は、変電装置112と送電線135で接続されている。発電装置101、102と同様に、発電装置103からは、送電線135を通じて内部で発電された電力I3を変電装置112に供給する。そして、電力の供給と同時に、発電装置103からは送電線135を通じて、発電装置103に関する情報や、発電装置103が発電した電力に関する情報G3を変電装置112に送信する。
The
変電装置112は、変電装置111、および発電装置103から電力I1、I2、I3の供給を受け、電圧を変換して出力するものである。そして、変電装置112は変電装置111、および発電装置103から電力I1、I2、I3の供給を受けると共に、変電装置111から送信された情報G1、G2および発電装置103から送信された情報G3を受信するものである。変電装置112は、負荷122と送電線136で接続されている。変電装置112は、変圧後のI1、I2、I3電力を出力して、送電線136を介して供給すると共に、変電装置111から送信された情報G1、G2および発電装置103から送信された情報G3も送信する。
The
負荷122は、変電装置112から送電線136を介して電力I1、I2、I3の供給を受けるものである。そして、負荷122は、変電装置112から電力の供給を受けると共に、変電装置112から送信される、発電装置101、102から送信された情報G1、G2、および発電装置103から送信された情報G3も受信するものである。負荷122では、発電装置101、102から送信された情報G1、G2、および発電装置103から送信された情報G3に基づいて、どの発電装置から供給された電力を消費すれば効率的であるかを判断することが可能となる。
The
図1のように構成されたシステムでは、例えば負荷122においては、情報G1、G2、G3を受信することで、現在消費している電力の発電端までの論理距離(物理的な距離に、送配電線のインピーダンスやロスを加味したもの)を知ることができる。そのため、その論理距離が長い場合には(例えば発電装置101、102と負荷122との間の距離が長い場合には)、その発電端で発電された電力の負荷122での消費を下げることができる。そして、発電端までの論理距離が短い電力を優先して消費するように制御することで、配電システム全体としての送電線による電力ロスを小さくするような電力消費が可能となる。
In the system configured as shown in FIG. 1, for example, the
また、変電装置111、112においても、上流にある電力減までの論理距離を知ることが出来る。従って、上流の電力源が単一で無い限り、下流への供給電力をどの電力源から得るかを選択することが出来る。従来の電力配電システムでは、上流の電力源(発電所)はほぼ固定されており、予め論理距離が一番近い発電所からの電力を優先して得ることとするように指定すれば同様の機能を実現することが出来る。しかし、従来の電力配電システムでは、上流の電力源が頻繁に入れ替わることは無い。よって、仮に論理距離が一番近い発電所が廃止されたり、新たに論理距離が一番近い発電所が設けられたりすると、別の発電所を論理距離が一番近い発電所として人間の手で再度設定し直さなければいけない。これに対して本発明の一実施形態にかかる電力配電システム100では、変電装置111、112は発電装置101、102、103から送信される情報を随時受信することができる。従って、発電装置の新たな設置や、発電装置の撤去に応じて、受信する情報から、どの発電装置からの電力を消費すれば最も効率的かを判断することが出来る。
In addition, the
例えば、変電装置112が電力の供給を受けている発電装置101、102、103の内、論理距離が一番短い発電装置が発電装置103だった場合を考える。この場合に、発電装置103が電力配電システム100から撤去されると、変電装置112は発電装置101、102が送信した情報を随時受信している。従って、変電装置112は発電装置101、102のどちらが最も論理距離が短い発電装置であるかどうかを自動的に判断することができる。
For example, consider a case where the power generation device having the shortest logical distance is the
ここで、発電装置101、102、103が送信する情報としては、(1)情報通信や電力配電システム100のマネジメントに関する情報、(2)発電する電力の物理仕様に関する情報、(3)発電する電力のコストや経費に関する情報、を含んでいてもよい。
Here, the information transmitted by the
(1)情報通信や電力配電システム100のマネジメントに関する情報としては、例えば、発電装置と通信を実行するための発電装置のアドレス、発電装置を識別するための発電端識別情報を含んでいてもよい。これら以外にも、情報通信や電力配電システム100のマネジメントに関する情報として、例えば発電装置に複数の発電機が含まれる場合における発電機を識別するための発電機識別情報等を含んでいてもよい。
(1) Information relating to information communication and management of the
(2)発電する電力の物理仕様に関する情報としては、例えば現状の出力電圧、公称出力電圧、現状の出力電流、公称出力電流、最大出力電流、最大出力、現状の出力、緯度・経度等の位置情報を含んでいてもよい。これら以外にも、発電する電力の物理仕様に関する情報としては、例えば特定の変電ノードとの間の送電線のインピーダンス等を含んでいてもよい。 (2) Information on the physical specifications of power to be generated includes, for example, current output voltage, nominal output voltage, current output current, nominal output current, maximum output current, maximum output, current output, position such as latitude and longitude Information may be included. In addition to these, the information related to the physical specifications of the power to be generated may include, for example, the impedance of a transmission line with a specific substation node.
(3)発電する電力のコストや経費に関する情報としては、例えば発電している電力の単価、発電している電力の単位電力あたりの二酸化炭素発生量、電力の変電回数(発電装置においては0回)、今後の予測発電量等の情報を含んでいてもよい。今後の予測発電量とは、例えばメンテナンス等により発電量が増減することが分かっている場合には、発電量が増減する時間とその発電量の情報を含んでいてもよい。 (3) Information on the cost and expense of power to be generated includes, for example, the unit price of the power being generated, the amount of carbon dioxide generated per unit power of the power being generated, the number of power transformations (0 times in the power generator) ), And may include information such as future predicted power generation. For example, when it is known that the power generation amount increases or decreases due to maintenance or the like, the predicted power generation amount in the future may include information on the time when the power generation amount increases or decreases and the power generation amount.
また、変電装置111、112が送信する情報は、発電装置101、102、103が送信した情報そのものであってもよく、発電装置101、102、103が送信した情報に変電装置111、112に関する情報を付加したものであってもよい。さらには、発電装置101、102、103が送信した情報に、変電装置111、112で変更を加えたものであってもよい。変電装置111、112が送信する情報としては、(1)情報通信や電力配電システム100のマネジメントに関する情報、(2)発電する電力の物理仕様に関する情報、(3)発電する電力のコストや経費に関する情報、を含んでいてもよい。
Further, the information transmitted by the
(1)情報通信や電力配電システム100のマネジメントに関する情報としては、例えば、変電装置と通信を実行するための変電装置のアドレス、変電装置を識別するための発電端識別情報を含んでいてもよい。これら以外にも、情報通信や電力配電システム100のマネジメントに関する情報として、例えば上流の発電装置や変電装置と通信を実行するためのこれら発電装置や変電装置のアドレス等を含んでいてもよい。
(1) Information related to information communication and management of the
(2)発電する電力の物理仕様に関する情報としては、例えば現状の出力電圧、公称出力電圧、現状の出力電流、公称出力電流、最大出力電流、最大出力、現状の出力、緯度・経度等の位置情報を含んでいても良い。これら以外にも、発電する電力の物理仕様に関する情報としては、例えば特定の変電ノードとの間の送電線のインピーダンス等を含んでいてもよい。 (2) Information on the physical specifications of power to be generated includes, for example, current output voltage, nominal output voltage, current output current, nominal output current, maximum output current, maximum output, current output, position such as latitude and longitude Information may be included. In addition to these, the information related to the physical specifications of the power to be generated may include, for example, the impedance of a transmission line with a specific substation node.
(3)発電する電力のコストや経費に関する情報としては、例えば各発電所が発電している電力の単価を配分し直し、変電装置で必要になる費用やコストを加算した電力単価、発電している電力の単位電力あたりの二酸化炭素発生量、電力の変電回数(変電装置を通過する度に1増加する)、今後の予測変電量等の情報を含んでいてもよい。今後の予測変電量とは、例えばメンテナンス等により変電量が増減することが分かっている場合には、発電量が増減する時間とその変電量の情報を含んでいてもよい。 (3) As information on the cost and expense of the power to be generated, for example, the unit price of power generated by each power plant is redistributed, and the unit price of power is calculated by adding the cost and cost required by the transformer. It may include information such as the amount of carbon dioxide generated per unit power of power, the number of times of power transformation (increases by 1 every time it passes through the transformer), and the predicted amount of transformation in the future. For example, when it is known that the amount of power change will increase or decrease due to maintenance or the like, the predicted amount of power change in the future may include information on the time when the power generation amount increases or decreases and the amount of power change.
末端の負荷や変電所から見れば、どこが上流側で最も近い発電所または変電所なのかを知ることが出来るが、末端の負荷や変電所で受信したこれらの情報の中身を解析することで、受電した電力がどのような経路を辿ってきたかを判断することができる。また、末端の負荷や変電所では、受電した電力の経路のみならず、受電した電力が発電に要したコストに関する情報も知ることが出来る。従って、末端の負荷や変電所は、受信した情報の出所を発電端である発電装置まで辿ることが可能な構造を有することになる。 If you look at the end load or substation, you can know which is the nearest power plant or substation upstream, but by analyzing the contents of the information received at the end load or substation, It is possible to determine what route the received power has taken. In addition, at the terminal load or substation, it is possible to know not only the route of the received power but also information about the cost of the received power required for power generation. Therefore, the load and the substation at the end have a structure that can trace the source of the received information to the power generation device that is the power generation end.
以上、本発明の一実施形態にかかる電力配電システム100の構成について説明した。次に、本発明の一実施形態にかかる発電装置の構成について説明する。
The configuration of the
〔3〕本発明の一実施形態にかかる発電装置の構成
図2は、本発明の一実施形態にかかる発電装置101の構成について示す説明図である。以下、図2を用いて、本発明の一実施形態にかかる発電装置の構成について、発電装置101を例にして説明する。
[3] Configuration of Power Generation Device According to One Embodiment of the Present Invention FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of the
図2に示したように、本発明の一実施形態にかかる発電装置101は、発電機201と、マイクロプロセッサ202と、モデム203と、電流測定部204と、ラインドライバ205、206と、キャパシタC1,C2と、抵抗R1と、を含んで構成される。
As shown in FIG. 2, the
発電機201は電力を発電するものであり、本実施形態においては、発電機201では直流の電力を発電する。発電機201で発電された電力の電圧値の情報はマイクロプロセッサ202に送られる。発電機201で発電される電力の状況は、キャパシタC1への蓄電状況をモニタリングすることで逐一監視される。また、抵抗R1の両端の電位差から、発電機201で発電された電力の電流値を電流測定部204で測定する。電流測定部204で測定した電流値はマイクロプロセッサ202に送られる。
The
マイクロプロセッサ202には、発電機201が発電した電力の電圧値および電流値の情報の他、上述した(1)情報通信や電力配電システム100のマネジメントに関する情報、(2)発電する電力の物理仕様に関する情報、(3)発電する電力のコストや経費に関する情報が送られてくる。具体的には、発電装置101を他の発電装置と識別するための発電所ID、発電装置101の位置情報その他の発電装置101に関する情報がマイクロプロセッサ202に送られる。マイクロプロセッサ202では、これらの情報を集約し、モデム203に送る。
In the
モデム203は、マイクロプロセッサ202から送られる情報を、発電機201で発電された電力に重畳できる形式に変調するものである。本実施形態においては、モデム203は、十分高い周波数帯域を使用して行われる情報信号の送受信における、信号の変調・復調を行うものである。モデム203で変調された情報は、ラインドライバ205、キャパシタC2を経由して、発電機201で発電された電力に重畳されて、発電装置101から情報G1として出力される。
The
発電装置101からの情報G1を電力に重畳して出力する場合には、例えば、本件発明者と同一発明者による発明である特開2008−123051号公報に記載された発明を用いることができる。発電装置101からの情報G1を電力に重畳して出力する場合には、当該発明のように、電力と情報とをパケット化し、電力パケットと情報パケットとを時分割で送信しても良い。このように電力生成元でパケットを生成して送信することで、電力消費元で電力を受電し、消費することが可能となる。もちろん、情報の電力への重畳手法については、かかる例に限定されないことは言うまでも無い。
In the case where the information G1 from the
以上、本発明の一実施形態にかかる発電装置101の構成について説明した。なお、上記では本発明の一実施形態にかかる発電装置の構成として発電装置101を例にして説明したが、発電装置102、103においても、発電装置101と同様の構成を有することが出来る。次に、本発明の一実施形態にかかる負荷121の構成について説明する。
The configuration of the
〔4〕本発明の一実施形態にかかる負荷の構成
図3は、本発明の一実施形態にかかる負荷121の構成について示す説明図である。以下、図3を用いて、本発明の一実施形態にかかる負荷の構成について、負荷121を例にして説明する。
[4] Configuration of Load According to One Embodiment of the Present Invention FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration of the
負荷121は、本発明の電力受電装置の一例である。負荷121には、発電装置101において電圧V1で発電された電力および発電装置102において電圧V2で発電された電力が供給される。図3に示したように、本発明の一実施形態にかかる負荷121は、チャージコントローラ301と、モデム302と、DC/DCコンバータ303と、マイクロプロセッサ304と、負荷305と、キャパシタC1、C2、C3、C4と、スイッチS1、S2と、を含んで構成される。
The
チャージコントローラ301は、供給された電力を用いて、発電装置101、102からの電力が供給されていない場合に負荷121の動作に用いられるキャパシタC3の充電を制御するものである。チャージコントローラ301によってキャパシタC3への過充電が防がれることになる。
The
モデム302は、発電装置101、102から送信された情報G1、G2の変調・復調を行うものである。発電装置101、102から送信される情報G1、G2としては、例えば、1)情報通信や電力配電システム100のマネジメントに関する情報、(2)発電する電力の物理仕様に関する情報、(3)発電する電力のコストや経費に関する情報がある。本実施形態においては、モデム302は、モデム203と同様に、十分高い周波数帯域を使用して行われる情報信号の送受信における、信号の変調・復調を行うものである。モデム302で復調された情報はマイクロプロセッサ304に送られる。
The
DC/DCコンバータ303は、発電装置101、102から電力網を通じて供給された電力を、負荷305が必要とする電流・電圧に変換するものである。
The DC /
マイクロプロセッサ304は、モデム302で復調された情報G1、G2を受け取り、受け取った情報G1、G2に基づいてスイッチS1、S2のスイッチング動作を制御するものである。また、マイクロプロセッサ304は、負荷305における電力消費状況をモニタし、負荷305における電力消費状況に応じてスイッチS1、S2のスイッチング動作を制御する。負荷305は、発電装置101、102から供給される電力を実際に消費するものである。なお、スイッチS1、S2は、各種スイッチング素子、例えばMOSFET(Metal−Oxide−Semiconductor Field−Effect Transistor)を用いてもよい。
The
例えば、負荷121に、発電装置101、102の両方からの電力が供給されている場合において、モデム302で復調された情報G1、G2をマイクロプロセッサ304で受け取ったときを考える。このとき、発電装置101の方が発電装置102よりも絶対的な距離が近いことが分かれば、発電装置101から供給される電力を優先して消費するために、スイッチS1を閉じ、スイッチS2を開くよう、マイクロプロセッサ304で制御してもよい。
For example, consider the case where the
また例えば、モデム302で復調された情報G1、G2をマイクロプロセッサ304で受け取った結果、発電装置101から供給される電力の方が発電装置102から供給される電力よりも単位電力に対する二酸化炭素の発生量が少ないことが分かれば、発電装置101から供給される電力を優先して消費するために、スイッチS1を閉じ、スイッチS2を開くよう、マイクロプロセッサ304で制御してもよい。
Further, for example, as a result of receiving the information G1 and G2 demodulated by the
また例えば、モデム302で復調された情報G1、G2をマイクロプロセッサ304で受け取った結果、発電装置101から供給される電力の方が発電装置102から供給される電力よりも単位電力あたりの単価が少ないことが分かれば、発電装置101から供給される電力を優先して消費するために、スイッチS1を閉じ、スイッチS2を開くよう、マイクロプロセッサ304で制御してもよい。
Further, for example, as a result of receiving the information G1 and G2 demodulated by the
また例えば、モデム302で復調された情報G1、G2をマイクロプロセッサ304で受け取った結果、発電装置101から供給される電力の方が発電装置102から供給される電力よりも変電回数が少なければ、発電装置101から供給される電力を優先して消費するために、スイッチS1を閉じ、スイッチS2を開くよう、マイクロプロセッサ304で制御してもよい。
Further, for example, if the
また例えば、モデム302で復調された情報G1、G2をマイクロプロセッサ304で受け取った結果、装置のメンテナンス等によりある時点より所定の期間は発電装置101の発電量が低下することが分かれば、当該時点までは発電装置101から供給される電力を優先して消費し、当該時点が到達すると、上記期間の間は発電装置101から供給される電力を優先して消費するように、スイッチS1、S2のスイッチングを制御してもよい。
In addition, for example, if the
マイクロプロセッサ304によるスイッチS1、S2のスイッチング制御のルールを、予めマイクロプロセッサ304に設定しておくことで、当該ルールに応じてスイッチS1、S2の切り替えを制御することができる。また負荷121の使用状況に応じて、マイクロプロセッサ304によるスイッチS1、S2のスイッチング制御のルールを任意に設定することで、当該ルールに応じてスイッチS1、S2の切り替えを制御することができる。もちろん、マイクロプロセッサ304によるスイッチS1、S2のスイッチングの制御の条件は、上述した例に限られないことは言うまでも無い。
By setting a rule for switching control of the switches S1 and S2 by the
なお、図3に示した構成では、スイッチS1、S2にそれぞれ並列にキャパシタC1、C2が設けられている。キャパシタC1、C2は直流の電流を遮断し、十分高い周波数帯域を使用して行われる情報信号は通過させる。従って、スイッチS1、S2が開いている場合であっても、発電装置101、102から電力網を通じて送信される情報を受信することが可能となる。
In the configuration shown in FIG. 3, capacitors C1 and C2 are provided in parallel with the switches S1 and S2, respectively. Capacitors C1 and C2 block a direct current, and pass information signals performed using a sufficiently high frequency band. Therefore, even when the switches S1 and S2 are open, it is possible to receive information transmitted from the
図3に示した構成では、電源としてキャパシタC3を負荷121の内部に設けているが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでも無い。例えば、キャパシタC3の替わりに、またキャパシタC3と共に、負荷121の内部に二次電池を設けるようにしてもよい。
In the configuration shown in FIG. 3, the capacitor C3 is provided inside the
以上、本発明の一実施形態にかかる負荷121の構成について説明した。なお、本実施形態においては、本発明の電力受電装置の一例として負荷121を例示して説明したが、本発明の一実施形態にかかる変電装置111、112についても本発明の電力受電装置の一例である。変電装置111、112は、発電装置101、102、103で発電された電力の供給を受けて、予め定めた電圧・電流に変電して出力するものである。ここで、発電装置101、102、103から供給された電力の発電効率を考慮に入れて、変電装置111、112において、どの発電装置から供給された電力を優先して変電し、後段の電力網に出力するかを判断しても良い。この場合には、後段の電力網に情報を送信するために、変電装置111、112の内部に情報の変調および復調を実行するモデムを設けていても良い。
The configuration of the
〔5〕まとめ
このように発電装置および負荷を構成することで、発電装置では自己が発電した電力に関する情報や、位置情報等の発電装置そのものに関する情報をモデムで変調し、発電装置から供給する電力に重畳して出力することが可能となる。そして、負荷では、発電装置から電力の供給を受けて、電圧を変換して出力すると共に、発電装置から送信された情報を受信してモデムで復調し、受信した情報を解析することで、どの発電装置からの電力を使用すれば最も効率が良いかを判断することができる。
[5] Summary By configuring the power generation device and the load in this way, the power generation device modulates information about the power generated by itself and information about the power generation device itself such as position information with a modem and supplies power from the power generation device. It is possible to superimpose and output. The load receives power supply from the power generation device, converts the voltage and outputs it, receives the information transmitted from the power generation device, demodulates it by the modem, and analyzes the received information to determine which If the power from the power generator is used, it can be determined whether the efficiency is highest.
以上説明したように本発明の一実施形態によれば、発電装置から電力を供給すると共に、発電装置が発電する電力、および位置情報等の発電装置そのものに関する情報を送信する。変電を行う変電装置や、電力を消費する負荷では、発電装置から送信された情報を受信することで、どの発電装置で発電された電力を使用すれば最も効率が良くなるように電力の供給や消費が出来るかを判断することができる。 As described above, according to an embodiment of the present invention, electric power is supplied from the power generation device, and information related to the power generation device itself such as power generated by the power generation device and position information is transmitted. For substations that perform substations and loads that consume power, by receiving information transmitted from the power generation devices, the power supply or It can be judged whether it can be consumed.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
例えば、上記実施形態では、発電装置では直流の電力を発電すると共に、直流電力に重畳する形式で情報を発電装置から送信する構成としたが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでも無い。
For example, in the above embodiment, the power generator generates DC power and transmits information from the power generator in a form superimposed on the DC power. However, it goes without saying that the present invention is not limited to this example. no.
例えば、上記実施形態では、発電装置では直流の電力を発電し、変電装置では直流の電力の変電を行う構成としたが、本発明はかかる例に限定されず、発電装置では交流の電力を発電し、変電装置では交流の電力の変電を行う構成してもよい。交流の電力を配電する場合であっても、電力に重畳して各種情報を送信してもよい。
For example, in the above embodiment, the power generator generates power to DC power, although the transformation device and configured to perform substation DC power, the present invention is not limited to such an example, the power of the AC power generation device You may comprise the electric power generation and transforming AC power in the transformer. Even when the distribution of power of the AC, but it may also be sending information to be superimposed on the power.
本発明は、電力配電システム、電力送電装置、電力受電装置、電力送電方法および電力受電方法に適用可能である。 The present invention is applicable to a power distribution system, a power transmission device, a power reception device, a power transmission method, and a power reception method.
100 電力配電システム
101、102,103 発電装置
111、112 変電装置
121、122 負荷
201 発電機
202 マイクロプロセッサ
203 モデム
204 電流測定部
205、206 ラインドライバ
301 チャージコントローラ
302 モデム
303 DC/DCコンバータ
304 マイクロプロセッサ
305 負荷
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記電力送電装置から送電される電力を受電する少なくとも一つの電力受電装置と、
を含み、
前記電力送電装置は、
電力を生成する電力生成手段と、
前記電力生成手段が生成した電力に関する電力情報及び前記電力生成手段について絶対的な位置についての情報を含んだ固有情報を含んだ情報を、前記電力生成手段で生成した電力に重畳することで該電力と関連付けて送信する情報送信手段と、
を含み、
前記電力受電装置は、
前記情報送信手段が送信した情報を受信する情報受信手段と、
前記情報受信手段が受信した情報に基づいて前記電力生成手段までの論理距離が短い電力を優先して消費するよう電力生成手段が生成した電力の消費を制御する電力消費制御手段と、
を含む、電力配電システム。 At least one power transmission device for transmitting power;
At least one power receiving device that receives power transmitted from the power transmitting device; and
Including
The power transmission device is:
Power generation means for generating power;
By superimposing the power information related to the power generated by the power generating means and the information including specific information including information on the absolute position of the power generating means on the power generated by the power generating means. Information transmitting means for transmitting in association with
Including
The power receiving device is:
Information receiving means for receiving the information transmitted by the information transmitting means;
A power consumption control means for controlling power consumption generated by the power generation means so as to preferentially consume power with a short logical distance to the power generation means based on information received by the information reception means;
Including power distribution system.
前記装置が送信した、前記送電される電力に重畳される、該電力に関する電力情報及び前記装置について絶対的な位置についての情報を含んだ固有情報を含んだ情報を受信する情報受信手段と、
前記情報受信手段が受信した情報に基づいて、前記装置までの論理距離が短い電力を優先して消費するよう前記受電手段が受電した前記電力の消費を制御する電力消費制御手段と、
を含む、電力受電装置。 Power receiving means for receiving power transmitted from a device that generates power;
Information receiving means for receiving information including power information transmitted by the device, which is superimposed on the transmitted power, and specific information including information on the absolute position of the device;
Based on the information received by the information receiving means, power consumption control means for controlling the consumption of the power received by the power receiving means so as to preferentially consume power with a short logical distance to the device;
Including a power receiving device.
前記装置が送信した、前記送電される電力に重畳される、該電力に関する電力情報及び前記装置について絶対的な位置についての情報を含んだ固有情報を含んだ情報を受信する情報受信ステップと、
前記情報受信ステップで受信した情報に基づいて、前記装置までの論理距離が短い電力を優先して消費するよう前記受電ステップで受電した前記電力の消費を制御する電力消費制御ステップと、
を含む、電力受電方法。
A power receiving step of receiving power transmitted from a device that generates power;
An information receiving step for receiving information including specific information including power information related to the power and information on an absolute position of the device, which is superimposed on the transmitted power transmitted by the device;
Based on the information received in the information receiving step, a power consumption control step for controlling consumption of the power received in the power receiving step so as to preferentially consume power with a short logical distance to the device;
Including a power receiving method.
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